Ключевое различие между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями заключается в том, что во время мутаций последовательности ДНК изменения происходят в исходных последовательностях ДНК, тогда как во время эпигенетических модификаций изменения в исходных последовательностях ДНК не происходят.
Геном представляет собой общую генетическую информацию организма в форме точных последовательностей ДНК или генов. Конкретный ген содержит определенный генетический код для производства определенного белка. Следовательно, гены экспрессируются посредством двух процессов: транскрипции и трансляции. Однако в силу разных причин происходят изменения в последовательностях ДНК генов. Такие изменения в последовательностях нуклеотидов мы называем мутациями. Иногда, даже без изменения исходных последовательностей ДНК генов, экспрессия генов изменяется и приводит к различным фенотипам. Мы называем эти случаи эпигенетическими модификациями.
Что такое мутации последовательности ДНК?
Мутации – это изменения, происходящие в нуклеотидной последовательности ДНК. Когда происходит мутация, она изменяет точный порядок нуклеотидов в последовательности ДНК. В результате генетическая информация изменяется в пределах определенной последовательности. Изменение одного нуклеотида может оказать пагубное воздействие на организм; например, генетические нарушения. Однако иногда это не представляет угрозы. Если мутация происходит в области экзона гена, это может привести к неправильному белку. Кроме того, мутации зародышевой линии приводят к генетическим нарушениям, когда они передаются следующему поколению, поскольку они происходят в половых клетках, таких как сперматозоиды и яйцеклетки. Однако большинство других мутаций не являются наследственными.
Рисунок 01: Мутации последовательности ДНК
Мутации последовательности ДНК происходят в результате воздействия сильнодействующих химических веществ и канцерогенов, ультрафиолетового излучения, ошибок в процессе репликации ДНК, воздействия радиации и т. д. Кроме того, некоторые мутации происходят спонтанно. Мутации могут быть точечными или хромосомными мутациями. Изменения отдельных нуклеотидов или точечные мутации происходят из-за вставок, делеций и замен. С другой стороны, мутации, вызывающие структурные изменения хромосом, происходят из-за дупликаций генов, делеций хромосомных частей, хромосомных перестроек и т.д.
Что такое эпигенетические модификации?
Эпигенетика – это изучение наследственных изменений экспрессии генов без изменения исходной последовательности ДНК. Следовательно, фенотипы изменяются без изменения генотипов в эпигенетике. Это ясно говорит о том, что существуют определенные факторы, которые контролируют экспрессию генов и фенотипы в дополнение к их последовательностям ДНК. Это эпигенетические модификации. Эти эпигенетические модификации играют важную роль в экспрессии и регуляции генов, а также в таких клеточных процессах, как дифференцировка, развитие и онкогенез.
Рисунок 02: Эпигенетические модификации
Некоторыми эпигенетическими модификациями являются метилирование ДНК, модификация гистонов и опосредованное микроРНК генетическое замалчивание. При метилировании ДНК происходит присоединение метильной или гидроксиметильной группы к основаниям последовательности ДНК. Гистоны - белки, образующие хроматиновые волокна. Модификации гистона приводят к структурным изменениям хроматина и изменению экспрессии генов. Особенность эпигенетических модификаций заключается в том, что они влияют на экспрессию генов, не повреждая последовательность ДНК гена. Однако эпигенетические модификации обратимы.
Каковы сходства между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями?
- Мутации последовательности ДНК и эпигенетические модификации связаны с генами.
- Оба способны изменять фенотип.
- Вызывают наследственные изменения в организмах.
В чем разница между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями?
Мутации последовательности ДНК - это постоянные изменения, которые происходят в последовательностях ДНК генома. С другой стороны, эпигенетические модификации представляют собой наследуемые изменения химической и физической природы хроматина, которые могут изменять экспрессию генов. В этом ключевое различие между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями. Кроме того, мутации последовательности ДНК могут передаваться по наследству, а также не передаваться по наследству. С другой стороны, эпигенетические модификации являются наследственными изменениями. Это также существенное различие между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями.
Более того, мутации последовательности ДНК вызывают изменения генетической информации, в то время как эпигенетические модификации не вызывают изменений генетической информации. Что еще более важно, мутации последовательности ДНК изменяют исходную последовательность нуклеотидов ДНК, в то время как эпигенетические модификации не изменяют исходную последовательность ДНК гена. Это еще одно различие между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями. Кроме того, существует три основных типа мутаций последовательности ДНК: точечные мутации, мутации сдвига рамки считывания и хромосомные мутации. С другой стороны, существует три типа эпигенетических модификаций: метилирование ДНК, модификация гистонов и генетическое молчание, опосредованное микроРНК.
Ниже представлена инфографика о разнице между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями, в которой все различия сведены в сравнительную таблицу.
Резюме – Мутации последовательности ДНК против эпигенетических модификаций
Мутации последовательности ДНК и эпигенетические модификации - это два типа изменений, происходящих в генах. При мутациях последовательности ДНК точная последовательность нуклеотидов постоянно изменяется, в то время как при эпигенетических модификациях исходная последовательность ДНК не изменяется. Однако эпигенетические модификации вызывают изменения в экспрессии генов, создавая тем самым изменения в фенотипах. Кроме того, эпигенетические модификации обратимы, в отличие от мутаций последовательности ДНК. Кроме того, все эпигенетические модификации являются наследственными, в отличие от мутаций последовательности ДНК. Это краткое изложение различий между мутациями последовательности ДНК и эпигенетическими модификациями.
